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从断网事件揭密真实的互联网“海底世界”

   2006年12月26日晚,台湾地震断网。改变人类生活方式的互联网和大洋深处冰冷的光缆,到底是稳固的维持,还只是一种极其脆弱的关联?连日来,《外滩画报》的记者采访了通讯专家、光缆工程师、光缆公司以及电信分析师,以图尝试描述一个真实的互联网的“海底世界”。

  文/庄清湄 谢青

  中国海缆铺设起始于上世纪80年代末,与国际相连主要是通过新欧亚3号、中美海缆、亚太2 号三组海缆,国际海缆登陆口为上海、青岛、汕头等城市,分别与日本、美国、欧洲相连。

  这次地震,导致台湾海峡地区至少8根海缆发生断裂,能利用的仅剩上海到美国的一条海底光缆和亚太2号海底光缆到日本的线路。

  修复光缆最大的问题不是技术,因为使用的维修船比较特殊,整个亚太区也只有一两条,将断掉的光缆连接起来并不难,难的是怎么找到断掉的地方。

  修复过程需要“水下机器人”的帮助。机器人将浅埋在泥中的海缆挖出,用电缆剪刀将其切断,两头都拉出水面,通过测量找到故障端,再将新海缆接上断裂海缆的两断点,反复测试后,如正常才能抛入海底。

  这次的事件,让我们反思海缆产品是不是应该还有改进的必要。

  “不能再跟你说了,我现在要去参加一个紧急会议。” 吴明琪匆匆挂掉了电话。吴明琪,上海电信公司长途通信部国际光缆处副处长。自中国建设第一条国际海底光缆中日海底光缆系统以来,吴明琪参与了所有中国电信的国际海底光缆的建设项目和维护工作。吴明琪要去参加的紧急会议,与太平洋深海中那几根平日里鲜有人关注的海底光缆有关。

  去年12月26日晚27日凌晨,在距中国台湾南部约15公里的海域处,连续发生两次7级左右的强烈地震。铺设在该区域附近的中美海缆、亚太1号海缆、亚太2号海缆、FLAG海缆、亚欧海缆、FNAL海缆等多条国际海底通信光缆,在强烈地震下发生断裂。“从27日一接到消息就开始忙,昨天晚上在家也一直在上网。到现在连中饭还没有来得及吃。” 此时是12月28日中午1:30左右,距离海缆断裂已有30多个小时,而吴明琪也差不多连续工作了这么长时间。吴明琪的主要工作,是负责监督海缆的维修进度。他的另外两三个同事,已经赶到中国电信位于上海崇明的国际海缆登陆点,对其他的海缆进行观察并加强警戒。“很难知道另外的光缆还会不会出现意外。”

  此次海缆断裂中,中国电信一共有六条海缆受到影响,中国网通影响更大,共有八条光缆被震断。海缆断裂,引发了互联网世界的鸿沟,中国的网民无法打开绝大部分国际网站,1500万用户的MSN不能登陆,国内和国外的邮件收发受阻,世界一下子断开了,割裂了。阻隔的互联网,让网友在难以忍受的孤岛感中煎熬。

  大自然又一次以一贯的方式嘲弄了人类的科技世界。改变人类生活方式的互联网和大洋深处冰冷的光缆,到底是稳固的维系,还只是一种极其脆弱的关联?连日来,《外滩画报》的记者采访了通讯专家、光缆工程师、光缆公司以及电信分析师,以图尝试描述一个真实的互联网的“海底世界”。

  光缆: 虚拟世界的物质根本

  对绝大多数普通网民来说,当他们沉湎于互联网的虚拟世界时,对那条维系互联网世界的信息高速公路却所知甚少。这条“高速公路”,就是由光导纤维组成的光缆。一根根细如头发丝的光纤,承载着巨量的多媒体信息,包括电话通信的话音信息、计算机通信的数据信息、高清晰度电视和电影等的图像、视频信息。而一旦这些光缆出现问题,就意味着交通堵塞,信息不畅,连接世界的通信中断。

  “作为国际上最先进的通信手段之一,光缆具有容量大、质量高、抗干扰能力强、受环境影响小、保密性好等优势。”信息产业部传输规划部门专家刘战霞向记者介绍。上世纪80年代末期,光缆已逐渐代替了由有色金属构成的明线和电缆,成为各类通信业务的基础。对于洲际通信手段来说,海底光缆和卫星通信则是两种最为重要的手段。1988年,在美国与英国、法国之间铺设了长6700公里的越洋海底光缆(TAT-8),标志着海底光缆时代的到来。

  NEC北京海底光缆技术部负责人李先生告诉记者,海底光缆分很多种,浅海与深海所使用的也不一样。浅海光缆通常直径7-10厘米,要加外包,因为被过往的渔船、锚刮伤的可能性相对比较大;深海处使用的光缆相对较细,直径5厘米左右。信息的流量与海缆的粗细无关,跟光纤的数量和两岸终端设备有关,整个系统由网管设备监控着。

  中国的海缆铺设起始于上世纪80年代末,其中第一个在中国登陆的国际海底光缆系统是1993年12月建成的中日 (C-J) 海底光缆;1997年11月,中国参与建设的全球海底光缆系统(FLAG) 建成并投入运营,这是第一条在我国登陆的洲际光缆系统;1999年开通的亚欧1号光缆,是当时世界上最长的光缆。

  中国与国际相连主要是通过新欧亚3号、中美海缆、亚太2号三组海缆,这三组海缆经过中国大陆的国际海缆登陆口上海、青岛、汕头等城市,分别与日本、美国、欧洲相连。12月27日的地震,使这三条海缆都有不同程度的断裂。其中新欧亚3 号连接汕头和上海崇明登陆局,是我国通往东亚、南非、中东、北非、西欧以及澳大利亚等国家和地区的重要通信通道。中美海缆由台湾屏东枋山开始,经上海崇明岛、韩国、日本,再连接至美国加州,最后从加州往回走关岛、琉球、广东汕头回到枋山,是亚洲各国连通美国的主要电信线路。

  一条海缆通常要经过多个登陆口,某两个登陆口之间的海缆发生断裂或松动,就会导致两地间的通信中断。“一个办法是通过卫星传输,但只能是权宜之计。”刘战霞介绍道,“在所有的光缆通信中,互联网通信占用的带宽最大,占90%。而卫星通信成本高、容量小,根本无法承载互联网所需要的容量。因此和海缆比起来,卫星传输只能作为补充手段。”

  刘战霞认为,解决这个问题的另一个办法是通过其他路由,即当一条路由出现故障时,原本在这条海缆上流通的数据可以分流到另外几条上,暂时占用其他路由,这样虽然会出现两地间通信拥堵的现象,但是基本的通信安全还是能保证的。

  但是这一次地震,导致台湾海峡地区至少8根海缆发生断裂,能利用的仅剩上海到美国的一条海底光缆和亚太2号海底光缆到日本的线路。“分流”意味着仅剩的通信路由会更拥挤,网络很难因此恢复通畅。各大电信运营商虽然都采取了以上两种方法,但是他们更大的精力还是放在海缆的修复上。

   海缆修复: 难在没有掌握核心技术?

  “修复光缆最大的问题不是技术,因为使用的维修船比较特殊,整个亚太区也只有一两条,维修船停靠在固定地点,把光缆打捞上来就可以,其实技术难度并不大。问题就是时间。”NEC的李先生说。

  12月28日上午10点,中国电信和中国网通相继在各自网站上发布消息,对彻底修复的时间,两家都没能给出一个确切数字。但是有专家猜测,彻底修复至少需要十天以上。

  2001年发生的两次人为造成的中美海缆断裂事故,修复时间超过十天。“将断掉的光缆连接起来并不难,难的是怎么找到断掉的地方,”一家著名美国光纤元件设备商的高级工程师李平说,“如果海缆所处的位置接近震源或者就在震源上,那么极有可能震断光缆内部的光纤,也很有可能导致组成海缆的接口处松动或断裂。”海缆位于水下,检修手段比陆上光缆的检修复杂得多,而且这次受损海缆数量众多,弄清楚故障出在哪里可能要耗费更多时间。确定阻断点以后就可以开始修复,包括打捞、连接、测试、放回等程序,整个过程则需要依靠“水下机器人”的帮助。先由机器人将浅埋在泥中的海缆挖出,用电缆剪刀将其切断,两头都拉出水面,通过测量找到故障端;将新海缆接上断裂海缆的两断点;将新海缆接上后反复测试,通信正常才能抛入海水。

  而在江苏通光集团副总经理黄俊华看来,漫长的维修过程一定程度上与我国无法掌握海缆生产的关键技术有关。“目前掌握海缆生产和维修的关键技术的是康宁、阿尔卡特一些国外大型光缆公司。而中国公司早在建设光缆前签订的协议中就被排除在海缆维修之外。中国电信运营商派出去的技术人员,也不过就是监督、观察维修情况,而无法参与到维修行动中。”

  黄俊华也估计,这次严重的断缆事件,将对国内的电信运营商和海缆生产商及承建商都造成不好的国际影响,“可能影响到国外投资者的信心,特别是对中国电信行业的信心,影响他们下一步对电信业的投资。”

  借鉴大西洋网状铺设在黄俊华眼里,地震虽然是天灾,但暴露出海缆生产和铺设方面的很多问题。“以前总认为海缆产品已经很成熟了,能经受得住海岸移动、海水冲刷,甚至频繁的海底小地震,但是这次的事件,让我们不得不反思海缆产品是不是应该还有改进的必要。”

  与太平洋地区经常发生断缆事件相比,大西洋地区鲜见此类事故,这和大西洋地区的多备份措施不无关系。康宁中国公司李小姐认为, 必须对重要的海底光缆建立多路由保护。黄俊华说:“建立多个路由很重要,八根光缆都经过台湾这个地震多发区非常危险,可以考虑在台湾以外的地方建立新登陆点。一方面可以保证一部分光缆出事的时候,另一部分可以备用,另一方面,也可以尽量避开地质和政治因素影响较大的地区。”

  在接受《华尔街日报》采访时,北京电信咨询公司BDA公司总经理克拉克·邓肯先生说,这次事故重新提出了是不是要再来一次大规模光缆投资的问题。

  海缆建设的冷和热,与互联网发展的冷热趋势密切相关。1995年至2000年,通信行业的管制放松以及国际投资热潮和技术进步,有效促进了海缆的生产,但也造成供大于求的畸形发展局面。2001 年中期开始,随着“信息高速公路”泡沫的破灭,电信企业大量缩减了海缆建设投资。而到了2004年中期,原先积余的海缆用完,国际海缆市场价格再次缓慢回升。

  有趣的是,BDA公司互联网和新媒体分析师刘兵并不赞成他老板的想法:“耗费的人力、财力等成本高昂,但是建成以后也许很久都用不上,效益反而很低。”他认为最好的办法是做好互联网之间的国际协调,其次是尽量完善海缆铺设的拓扑结构。以环状的中美海缆为例,一旦从枋山往加州方向的线路出现中断,从加州向东枋山的方向仍然可以保持连接,在现有技术之下,通信用户感觉不到传输途径已经发生了切换。但是环状结构也带来了风险,因为一个节点断掉,就意味着一个方向的通信断掉。

  比较好的方法是使太平洋地区的海缆由环状铺设向网状铺设演化。12月初,Verizon通信公司、中国联通、网通、电信,以及中国台湾、韩国多家电信公司达成协议,将铺设另外一条越洋回路光缆。一旦新的太平洋光缆投入使用,太平洋地区的海缆将呈现网状铺设,从而提高安全性。

  利用新技术,让中美海底光缆直连,绕过地质或政治风险大的区域,也是提高可靠度的方法。康宁中国公司李小姐说,目前连接中美两地的海底网络连接必须经由日本、夏威夷或其他地方设置登陆点。但最新的技术可以实现光纤直连,中间无需任何登陆点中继,长度可大于九千公里,这在过去是无法想象的。

  “这次事故凸现了海底光缆通讯对于我们日常生活的重要影响。因为因特网的信息量大量源自北美,全球因特网的13台“根服务器”有10台在美国,这种情形会使海底光缆对亚洲地区人民影响更大。”李小姐说。

  

(责任编辑:buyi)


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